JS解决回调地狱为什么需要Promise来优化异步编程
为什么需要Promise?
JavaScript在执行异步操作时,我们并不知道什么时候完成,但是我们又需要在这个异步任务完成后执行一系列动作,传统的做法就是使用回调函数来实现,下面举个常见的例子。
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" /> <title>Document</title> </head> <body></body> <script> function loadImage(imgUrl, callback) { const img = document.createElement("img"); img.onload = function () { callback(this); }; img.src = imgUrl; } loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/1716878f-79a2-4db1-af8c-b9c2039f0b3c_product_W572_H370.jpg", (img) => document.body.appendChild(img) ); </script> </html>
上面这个例子会在图片加载完成后将图片放置在body元素下,随后在页面上也会展示出来。
但是如果我们需要在加载完这张图片后再加载其它的图片呢,只能在回调函数里面再次调用loadImage
loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/1716878f-79a2-4db1-af8c-b9c2039f0b3c_product_W572_H370.jpg", (img) => { document.body.appendChild(img); loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/8b36f9a7-f780-4e71-b719-9300109a9ff2_product_W572_H370.jpg", (img) => { document.body.appendChild(img); } ); } );
继续增加一张图片呢?
loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/1716878f-79a2-4db1-af8c-b9c2039f0b3c_product_W572_H370.jpg", (img) => { document.body.appendChild(img); loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/8b36f9a7-f780-4e71-b719-9300109a9ff2_product_W572_H370.jpg", (img) => { document.body.appendChild(img); loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/6d77d0ea-53d0-4518-b7e9-e53795b4920c_product_W572_H370.jpg", (img) => { document.body.appendChild(img); } ); } ); } );
如果按照上述的方式再增加图片,我们就需要在每层的回调函数里面调用loadImage,就形成了所谓的回调地狱。
Promise
定义
Promise是一种解决异步编程的方案,它比传统的异步解决方案更加直观和靠谱。
状态
Promise对象总共有三种状态
- pending:执行中,Promise创建后的初始状态。
- fulfilled:执行成功,异步操作成功取得预期结果后的状态。
- rejected:执行失败,异步操作失败未取得预期结果后的状态。
创建方法
const promise = new Promise((resolve, reject) => {})
Promise构造函数接收一个函数,这个函数可以被称为执行器,这个函数接收两个函数作为参数,当执行器有了结果后,会调用两个函数之一。
- resolve:在函数执行成功时调用,并且把执行器获取到的结果当成实参传递给它,调用形式如resolve(获取到的结果)
- reject:函数执行失败时调用,并且把具体的失败原因传递给它,调用形式如reject(失败原因)
注意:resolve和reject两个回调函数在Promise类内部已经定义好函数体,如果想了解实现的可以在网上搜索Promise的源码实现。
const promise = new Promise((resolve, reject) => { /* 做一些需要时间的事,之后调用可能会resolve 也可能会reject */ setTimeout(() => { const random = Math.random() console.log(random) if (random > 0.5) { resolve('success') } else { reject('fail') } }, 500) }) console.log(promise)
在浏览器控制执行上面这段代码
可以看到刚开始promise的状态是pending状态,500ms后promise的状态转变为rejected。
状态转换
当执行器获取到结果后,并且调用resolve或者reject两个函数中的一个,整个promise对象的状态就会发生变化。
这个状态的转换过程是不可逆的,一旦发生转换,状态就不会再发生变化了。
实例方法
promise对象里面有两个函数用来消费执行器产生的结果,分别是then和catch,而finally则用来执行清理工作。
then
then这个函数接收两个函数作为参数,当执行器传递的结果状态是fulfilled,第一个函数参数会接收到执行器传递过来的结果当做参数,并且执行;当执行器传递的结果状态为rejected,那么作为第二个函数参数会收到执行器传递过来的结果当做参数,并且执行。
const promise = new Promise((resolve, reject) => { /* 做一些需要时间的事,之后调用可能会resolve 也可能会reject */ setTimeout(() => { const random = Math.random(); if (random > 0.5) { resolve("success"); } else { reject("fail"); } }, 500); }); console.log(promise); promise.then( (res) => console.log("resolved: ", res), // 生成的随机数大于0.5,则会执行这个函数 (err) => console.error("rejected: ", err) // 生成的随机数小于0.5,则会执行这个函数 );
可以尝试多次执行上面这段代码,注意控制台打印信息,看是否符合上面的结论。
如果我们只对成功的情况感兴趣,那么我们可以只为then函数提供一个函数参数。
const promise = new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve("done"), 1000)) promise.then(console.log) // 1秒后打印done
如果我们只对错误的情况感兴趣,那么我们可以为then的第一个参数提供null,在第二个参数提供具体的函数
const promise = new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => reject("fail"), 1000) ); promise.then(null, console.log); // 1秒后打印fail
catch
catch这个函数接收一个函数作为参数,当执行器传递的结果状态为rejected,函数才会被调用。
const promise = new Promise((reject) => setTimeout(() => reject("fail"), 500)).catch( console.log ) promise.catch(console.log)
可能有同学会发现,传递给catch的参数好像和传递给then的第二个参数长得一模一样,两种方式有什么差异吗?
答案是没有,then(null, errorHandler)
和catch(errorHandler)
这两种用法都能达到一样的效果,都能消费执行器执行失败时传递的原因。
finally
常规的try-catch语句有finally语句,在promise中也有finally,它接收一个函数作为参数,无论执行器得到的结果状态是fulfilled还是rejected,这个函数参数是一定会被执行的。
finally的目的是用来执行清理动作的,例如请求已经完成,停止显示loading图标。
const promise = new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { const random = Math.random(); if (random > 0.5) { resolve("success"); } else { reject("fail"); } }, 500); }); promise .finally((res) => { console.log("======res======", res); // 打印undefined console.log("task is done, do something"); }) .then(console.log, console.error); // 打印success或者fail
通过打印结果可以确定两点
- 传递给finally的函数也不会接收到执行器处理后的结果。
- finally函数不参与对执行器产生结果的消费,将执行器产生的结果传递给后续的程序去进行消费。
手动实现下finally函数,对上面说到的这两个点就会非常清晰
Promise.prototype._finally = function (callback) { return this.then( (res) => { callback(); return res; }, (err) => { callback(); throw err; } ); };
链式调用
前面介绍的then、catch以及finally函数在调用后都会返回promise对象,进而可以再次调用then、catch以及finally,这样就可以进行链式调用了。
const promise = new Promise((resolve) => { setTimeout(() => resolve(1), 1000); }); promise .then((res) => { console.log(res); // 1 return res * 2; }) .then((res) => { console.log(res); // 2 return res * 2; }) .then((res) => { console.log(res); // 4 return res * 2; }) .then((res) => { console.log(res); // 8 });
我们用链式调用的方式来优化先前加载图片的代码。
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" /> <title>Document</title> </head> <body></body> <script> function loadImage(imgUrl) { return new Promise((resolve) => { const img = document.createElement("img"); img.onload = function () { resolve(this); }; img.src = imgUrl; }); } loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/1716878f-79a2-4db1-af8c-b9c2039f0b3c_product_W572_H370.jpg" ) .then((img) => { document.body.appendChild(img); return loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/8b36f9a7-f780-4e71-b719-9300109a9ff2_product_W572_H370.jpg" ); }) .then((img) => { document.body.appendChild(img); return loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/6d77d0ea-53d0-4518-b7e9-e53795b4920c_product_W572_H370.jpg" ); }) .then((img) => { document.body.appendChild(img); }); </script> </html>
注意:刚刚接触promise的同学不要犯下面这种错误,下面这种代码也是回调地狱的例子。
loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/1716878f-79a2-4db1-af8c-b9c2039f0b3c_product_W572_H370.jpg" ).then((img) => { document.body.appendChild(img); loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/8b36f9a7-f780-4e71-b719-9300109a9ff2_product_W572_H370.jpg" ).then((img) => { document.body.appendChild(img); loadImage( "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/6d77d0ea-53d0-4518-b7e9-e53795b4920c_product_W572_H370.jpg" ).then((img) => { document.body.appendChild(img); }); }); });
静态方法
Promise.resolve
用来生成状态为fulfilled
的promise对象,使用方式如下
const promise = Promise.resolve(1) // 生成值为1的promise对象
代码实现如下
Promise.resolve2 = function (value) { return new Promise((resolve) => { resolve(value); }); };
Promise.reject
用来生成状态为rejected
的promise对象,使用方式如下
const promise = Promise.reject('fail')) // 错误原因为fail的promise对象
代码实现如下
Promise.reject2 = function(value) { return new Promise((_, reject) => { reject(value) }) }
Promise.race
接收一个可迭代的对象,并将最先执行完成的promise对象返回。
const promise = Promise.race([ new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => reject(1), 2000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(2), 1000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(3), 3000)) ]) promise.then(console.log) // 打印2
代码实现
Promise.race2 = function (promises) { return new Promise((resolve, reject) => { if (!promises[Symbol.iterator]) { reject(new Error(`${typeof promises} ${promises} is not iterable`)); } for (const promise of promises) { Promise.resolve(promise).then(resolve, reject); } }); };
Promise.all
假设我们希望并行执行多个promise对象,并等待所有的promise都执行成功。
接收一个可迭代对象(通常是promise数组),当迭代对象里面每个值都被resolve时,会返回一个新的promise,并将结果数组进行返回。当迭代对象里面有任意一个值被reject时,直接返回新的promise,其状态为rejected。
const promise = Promise.all([ new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => reject(1), 2000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(2), 1000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(3), 3000)) ]) promise.then(console.log, co sole.error) // console.error打印1
这里需要注意一个点,结果数组的顺序和源promise的顺序是一致的,即使前面的promise耗费时间最长,其结果也会放置在结果数组第一个。
const promise = Promise.all([ new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(1), 2000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(2), 1000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(3), 3000)) ]) promise.then(console.log) // 打印结果[1, 2, 3]
我们针对图片加载的例子使用Promise.all来实现。
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" /> <title>Document</title> </head> <body></body> <script> function loadImage(imgUrl) { return new Promise((resolve) => { const img = document.createElement("img"); img.onload = function () { resolve(this); }; img.src = imgUrl; }); } const imgUrlList = [ "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/1716878f-79a2-4db1-af8c-b9c2039f0b3c_product_W572_H370.jpg", "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/8b36f9a7-f780-4e71-b719-9300109a9ff2_product_W572_H370.jpg", "https://travel.12306.cn/imgs/resources/uploadfiles/images/6d77d0ea-53d0-4518-b7e9-e53795b4920c_product_W572_H370.jpg", ]; const promiseList = imgUrlList.map((item) => loadImage(item)); const promise = Promise.all(promiseList).then((imglist) => { imglist.forEach((item) => document.body.appendChild(item)); }); </script> </html>
代码实现
Promise.all2 = function (promises) { return new Promise((resolve, reject) => { if (!promises[Symbol.iterator]) { reject(new Error(`${typeof promises} ${promises} is not iterable`)); } const len = promises.length; const result = new Array(len); let count = 0; if (!len) { resolve(result); return; } for (let i = 0; i < promises.length; i++) { Promise.resolve(promises[i]).then( (res) => { count++; result[i] = res; // 保证结果数组的放置顺序 if (count === len) { resolve(result); } }, (err) => { reject(err); } ); } }); };
Promise.allSettled
前面提到的Promise.all
遇到任意一个promise reject
,那么Promise.all
会直接返回一个rejected
的promise对象。而Promise.allSetled
只需要等待迭代对象内所有的值都完成了状态的转变,无论迭代对象里面的值是被resolve还是reject,那么就会返回一个状态为fulfilled
的promise对象,并以包含对象数组的形式返回结果。
const promise = Promise.allSettled([ new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => reject(1), 2000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(2), 1000)), new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve(3), 3000)), ]); promise.then(console.log, console.error); // 打印结果 // [ // { status: 'rejected', reason: 1 }, // { status: 'fulfilled', value: 2 }, // { status: 'fulfilled', value: 3 } // ]
代码实现
Promise.allSettled2 = function (promises) { const resolveHandler = (res) => ({ status: "fulfilled", value: res }); const rejectHandler = (err) => ({ status: "rejected", reason: err }); return Promise.all( promises.map((item) => item.then(resolveHandler, rejectHandler)) ); };
使用场景
大多数异步任务场景都可以使用promise,例如网络请求、文件操作、数据库操作等。当然不是所有的异步任务场景都适合使用promise,例如在事件驱动的编程模型中,使用时间监听器和触发器来处理异步操作更加自然和直观。
在JavaScript中,async和await提供基于promise更高级的异步编程方式,其使用方式看起来就像同步操作一样,更加直观。在使用promise的同时,可以配合async和await体验更好的异步编程。
一个小问题
我们前面在讲catch的时候说到了,catch(errorHandler)其实就是then(null, errorHandler)的简写,那么下面两种写法会有区别吗?
// 写法1 promise.then(resolveHandler, rejectHandler) // 写法2 promise.then(resolveHandler).catch(rejectHandler)
答案是不一样,假如在resolveHandler里面抛出错误,写法1最终会获得一个rejected的promise,而写法二由于后续有catch方法,所以即使f1里面有抛出异常,也能得到处理。
以上就是JS解决回调地狱为什么需要Promise来优化异步编程的详细内容,更多关于JS Promise异步编程的资料请关注脚本之家其它相关文章!
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